Sekély, felszíni vizekben a viszonylag gyors mélység menti átkeveredést követően általában a
horizontális irányú keveredés a meghatározó. Ennek megértése, és realisztikus modellezése
alapvető az alkalmazott tudományok számára, gondoljunk csak a vízcsere-folyamatokra,
plankton-sodródásra, a szennyezőanyag-terjedésre. A keveredést alapvetően advekciós és
diffúziós (molekuláris vagy turbulens) részfolyamatra szokás bontani. Ha a keveredés
hatékonyságát nézzük, pusztán a diffúzió szerepe általában kicsi, azonban együttesen az
advekcióval, vagy akár az advekció önmagában is nagyméretű szétterjedést eredményezhet,
utóbbi leírására azonban a hagyományos, Fick törvényein alapuló módszerek nem alkalmasak.
Új megközelítést kapunk viszont, ha időfüggő áramlásokban alapvető folyamatnak a kaotikus
advekciót tekinthetjük, melyet Lagrange-szemléletű sodródással írhatunk le. A káoszelméletben
alkalmazott módszerek segítségével meghatározhatjuk ugyanis azokat a térbeli struktúrákat,
amelyek az áramlást kormányozzák, illetve azokat a helyeket, ahol a leghatékonyabb a
keveredés. Ezeknek a módszereknek az alkalmazása hidrodinamikai rendszerekben új
lehetőségeket kínál, és a mérnöktudományok számára is jelentőséggel bír: örvények széleit, a
sodródás határait és csapásvonalait, vagy az erős keveredés vonalait jelenítik meg. Az
elvégzendő kutatás első része könnyen értelmezhető analitikus áramlási modellen a
vízrészecskék keveredési jellemzőinek a káoszelméletben kifejlesztett módszerek segítségével
való vizsgálata (pl. a közeli részecskék egymástól való eltávolodási mértékét jellemző ún.
Véges Méretű Ljapunov-Exponenssel). Ezt követi egy periodikus szél által hajtott,
egyszerűsített geometriájú, sekély modelltóban való vizsgálata a kizárólag káoszelméleti
módszerrel kimutatható és magyarázható keveredési jellemzőknek és mintázatoknak.